TRỤC

Trên hình 7.2a là loại trục tâm không quay cùng chi tiết. Moment xoắn được truyền từ bánh răng chủ động (1) sang bánh răng bị động (2), bánh răng này lắp với tang cuốn và quay lồng không trên trục (3), trục (3) được lắp cố định.

Cũng với kết cấu này, nếu như chúng ta không cố định trục (3) mà lắp hai đầu trục với ổ đỡ, bánh răng (2) cùng tang cuốn được lắp cố định với trục → chúng ta có kết cấu trục tâm quay cùng chi tiết lắp trên nó như hình 7.2b

Hình 7.2b : Trục tâm quay cùng chi tiết

- Trục truyền : là trục vừa chịu moment uốn (mang các chi tiết quay), vừa chịu moment xoắn để truyền chuyển động. Trục truyền được chia thành trục truyền động (mang các chi tiết máy truyền động như bánh răng, xích, đai …), trục chính (ngoài việc mang các chi tiết máy còn mang thêm các bộ phận công tác như dụng cụ cắt, cánh khuấy). Ngoài ra, còn có trục truyền chung (là loại chỉ chịu moment xoắn, không chịu moment uốn hoặc có nhưng rất ít, thường dùng để truyền moment xoắn từ một máy phát động lực đến nhiều máy công tác khác)

Theo hình dạng đường tâm: theo hình dạng đường tâm trục, trục được chia thành 02 loại: trục thẳng và trục khuỷu

Hình 7.3: Trục khuỷu

Trục khuỷu là loại tiết máy có công dụng riêng, chúng ta thường thấy ứng dụng của loại trục này trong ngành ô tô, ngoài ra loại trục này còn ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác như đột dập

Ngoài hai loại trục kể trên, cách phân loại trục theo đường tâm còn phải kể đến một loại trục đặc biệt có đường tâm thay đổi gọi là trục mềm:

+ Trục mềm dùng để truyền moment xoắn giữa các bộ phận máy hoặc giữa các máy có vị trí thay đổi khi làm việc. Thường dùng trục mềm trong các máy rung bê tông, trong các thiết bị điều khiển và kiểm tra từ xa. Đặc điểm chủ yếu của trục mềm là độ cứng xoắn cao nhưng độ cứng uốn thấp

+ Trục mềm thường được cấu tạo bằng các dây cuộn, gồm nhiều lớp dây thép hoặc đồng cuộn quanh một lõi. Lõi là một dây thép đơn, sau khi quấn xong các lớp dây thép thì lõi có thể được rút ra hoặc có thể để nguyên.

Theo cấu tạo trục : nếu phân loại trục theo cấu tạo, thì có thể chia trục thành: trục trơn, trục bậc, trục đặc và rỗng.

- Trục trơn: là trục có đường kính không đổi trên suốt chiều dài trục

- Trục bậc: ngược với trục trơn, trục bậc gồm nhiều đoạn với đường kính mỗi đoạn khác nhau.

- Trục đặc và trục rỗng: khi có sự đòi hỏi khắc khe về khối lượng trục hoặc bên trong trục lắp chi tiết hoặc cơ cấu khác (cơ cấu then kéo chẳng hạn) thì bắt buột chúng ta phải dùng trục rỗng. Trục rỗng có khá nhiều ưu điểm như: khối lượng nhẹ hơn, khả năng chịu xoắn cao hơn trục đặc cùng tiết diện. Tuy nhiên, một nhược điểm lớn là giá thành trục rỗng lớn. N ếu không có yêu cầu nào đặc biệt, thường người ta hay dùng trục đặc.

c. Kết cấu trục

- Kết cấu trục hợp lý là một trong những yêu cầu đặt ra cho người thiết kế sao cho đảm bảo được độ bền, tính thNm mỹ của thiết bị, có tính công nghệ cao để thuận tiện cho việc chế tạo và lắp ráp cũng như giá thành hợp lý nhất.

- Kết cấu trục được quyết định bởi tình hình phân bố lực tác dụng lên trục và trị số của các lực này, cách bố trí và cố định các chi tiết máy trên trục, tình hình gia công và lắp ghép …

- Trục được chế tạo có hình trục tròn gồm nhiều bậc. Ít khi dùng trục trơn vì loại trục này không thích hợp với ứng suất thay đổi theo dọc chiều dài trục, lắp ráp – sửa chữa khó khăn, việc cố định các chi tiết máy trên trục cũng phức tạp …Tuy nhiên, trục trơn rất dễ trong chế tạo

- Như đã nêu trên, trục rỗng có giá thành cao do chế tạo khó khăn, nhưng có khối lượng nhỏ và khả năng truyền moment xoắn tốt.

Cấu tạo trục bao gồm các phần sau:

+ Tiết máy đỡ trục gọi gọi là ổ trục, phần trục tiếp với ổ trục được gọi là ngõng trục + Phần trục để lắp ghép các tiết máy khác gọi là thân trục

Một điều hết sức lưu ý trong quá trình thiết kế trục là : đường kính ngõng trục và thân trục phải lấy theo các trị số tiêu chuNn để thuận tiện cho việc chế tạo và lắp ghép.

Cụ thể như sau:

Ngõng trục

Ngõng trục dùng để lắp các ổ trục. Khi ngõng trục lắp ổ lăn thì đường kính ngõng trục được tiêu chuNn hoá theo đường kính trong của ổ và là bội số của 5 nếu d>=20mm

Thân trục

Thân trục dùng để lắp ghép các chi tiết quay như bánh răng, bánh đai, đĩa xích …Đường kính thân trục tại các vị trí lắp tiết máy được lấy theo tiêu chuNn (mm):

(1,2,3,4,5,6,8,10,10.5,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,24,25,26,28,30,32,34,35,36,38,40, 42,45,48,50,52,55,58,60,62,65,68,70,72,7578,80,82,85,88,90,92,95,98,100,105,110,115,120,1 25,130,135,140,145,150,,155,160,165,170,175,180,185,190,195,200.)

Từ 200 đến 500, đường kính lấy theo trị số là bội của 10.

Đối với trục nhiều bậc, nếu chỉ lấy trị số đường kính theo tiêu chuNn thì sẽ gặp khó khăn. Do đó, tại những đoạn trục không mang tiết máy có thể lấy theo trị số không tiêu chuNn. Khi định kích thước trục bậc, phải lấy đường kính các đoạn trục sao cho lắp tiết máy lên trục tại một vị trí thì có thể lồng qua các đoạn trục khác mà không bị vướng.

d. Lắp các tiết máy lên trục

Để cố định các tiết máy trên trục theo chiều dọc trục, tuỳ thuộc vào tải trong tác dụng mà chúng ta sử dụng các phương pháp khác nhau:

+ Tải trọng nặng: lắp có độ dôi, đây có lẻ là cách đơn giản nhất để lắp trục & moayơ.

Đường kính moayơ nhỏ hơn 1 ít so với đường kính trục. Lắp với nhau bằng cách dùng lực ép, hay tạo sự giản nở nhiệt cho moayơ, trong 1 số trường hợp, có thể thu nhỏ trục lại bằng cách làm lanh (dùng đá khô…).

+ Tải trong trung bình: cố định bằng đai ốc, chốt

+ Tải trọng nhẹ : vòng kẹp, vít chặn, vòng đàn hồi

Hình 7.4: Cố định các tiết máy lên trục (lắp độ dôi, dùng đai ốc, chốt, vis, và vòng đàn hồi) Một vài dạng thường gặp của chốt được thể hiện trong hình 7.5 sau:

Hình 7.5: Một vài dạng thường gặp của cố định bằng chốt

Một vài dạng thường gặp của vòng hãm được thể hiện trong hình 7.6 sau:

Hình 7.6: Vòng hãm lắp trên rãnh & ép lên trục

- Ngoài ra, có thể cố định tiết máy trên trục bằng cách ghép bằng mặt nón khi tiết máy làm việc với tải trọng động hoặc va đập

- Để giữ khoảng cách tương đối giữa hai tiết máy, đơn giản nhất là dùng bạc lót (hình 7.1)

- Đai ốc, vòng hãm, kết hợp với ghép bằng độ dôi để cố định ổ lăn

- Để cố định các tiết máy theo chiều tiếp tuyến, người ta hay dùng then hay then hoa.

Lắp ghép bằng then được thể hiện trong hình 7.7.

Hình 7.7: Mô tả các kiểu then trong lắp ghép Then hoa được thể hiện trong hình 7.8.

Hình 7.8: Hai dạng bề mặt của then hoa Tải và ứng suất trên then được thể hiện trong hình 7.9 sau.

Hình 7.9: Tải & ứng suất trên then

(Tính toán mối ghép then & then hoa, tham khảo Tập 1, tài liệu [2], trang 173 – 182) Các bề mặt chuyển tiếp

Là phần nằm giữa hai đoạn trục có đường kính khác nhau, vai trục, rãnh tròn hay rãnh thoát dao. Kích thước có thể chọn theo kết quả thực nghiệm như sau:

- Rãnh thoát đá mài (thoát dao): đường kính trục d=10÷50mm, chiều rộng rãnh 3mm, chiều sâu rãnh lấy 0.25mm . Đường kính trục d=50÷200mm, lấy bề rộng rãnh 5mm và chiều sâu rãnh 0.5mm.

- Góc lượn có bán kính cố định lấy theo tỉ số sau: ρ/d = 0.02÷0.04; t/ρ≈3

Hình 7.10: góc lượn trên trục

Vì trục chịu ứng suất thay đổi nên thường bị hỏng do mỏi, vết nứt mỏi thường bắt đầu tại vùng tập trung ứng suất. Do đó, cần có biện pháp nâng cao độ bền mỏi của trục. Kết cấu trục là một trong các nguyên nhân quan trọng gây nên tập trung ứng suất. Đồng thời, cơ tính vật liệu trục cũng đóng góp một phần không nhỏ trong khả năng chịu mỏi của trục.

ρ d

t

c. Vật liệu chế tạo trục

- Vật liệu dùng để chế tạo trục xác định theo những tiêu chuNn về khả năng làm việc của trục, ít nhạy với tập trung ứng suất, có thể nhiệt luyện, hoá luyện được và dễ gia công.

- Thép carbon và thép hợp kim là những vật liệu chủ yếu dùng để chế tạo trục 7.1.2. Tính toán thiết kế trục

(Tham khảo Tập 1, tài liệu 2, trang 183 – 209)